Palotutkimuksen pÃ¤ivÃ¤t 2009 - Pelastustieto

More documents

Recommendations

Info

Suuren palon pääasiallinen leviämismekanismi on lämpösäteily. Lämpösäteilyn voimakkuus ja altistusaika vaikuttavat kohteen syttymiseen. Säteilyn ollessa pientä vaaditaan ulkoinen lämmönlähde, esimerkiksi kipinä, jotta syttymä aiheutuu. Suurilla säteilyintensiteeteillä tapahtuu spontaani syttyminen ilman ulkoista energialähdettä. Puulle alimpana lämpösäteilyn voimakkuutena, jolla spontaani syttymä aiheutuu, voidaan pitää arvoa 12 kW/m 2 [13]. a) b) 15km-20km 15km-20km 10km-15km 10km-15km 5km-10km 5km-10km 3km-5km 3km-5km 6000m2 3000m2 1000m2 100m2 1km-3km 500m-1km 100m-500m 0m-100m 6000m2 3000m2 1000m2 100m2 1km-3km 500m-1km 100m-500m 0m-100m 1E-6 1E-5 1E-4 1E-3 1E-2 1E-1 1E+0 1E+1 Pitoisuus (mg/m 3 ) 1E-6 1E-5 1E-4 1E-3 1E-2 1E-1 1E+0 1E+1 Pitoisuus (mg/m 3 ) Kuva 4. PAH-yhdisteiden pitoisuudet maanpinnasta 100 metriin yltävällä pystysuuntaisella lämmönvapautumisnopeus (kW/m 2 ), kokonaislämpömäärä (MJ/m 2 ), massan muutos- poltossa noin 4 x 6 m:n kokoista miilua ja 7. Syväpalon sammuttaminen nopeutuu, kaavan koetta käyttämällä energiajaekasan mutus on vaikeaa. vyöhykkeellä eri etäisyyksillä tulipalosta rengasmurskan palaessa eri pinta-aloilla (100 m 2 , nopeus (g/s), tehollinen lämpöarvo (MJ/kg) paperipaalien poltoissa kahta 8 m pitkää ja jos veteen lisätään pintajännitystä pienentävää a) lisäainetta. 5 m/s ja b) 1 m/s. 1 ja 000 savuntuottoarvo. m 2 , 3 000 Päästönäytteenotto m 2 , 6 000 mliitet- tiin savukaasujen poistoputken mittausyhtee- tehtiin palotekniset mittaukset ja päästömit- 2 ). Tuulen 1,6 m korkeata nopeus paaliriviä. lähellä Kussakin maan kokeessa pintaa Kuvassa seen. Kerätyistä 5a savukaasunäytteistä esitetään, miten analysoi-palavatiin polyaromaattiset hiilivedyt (PAH), kloosen aikainen mittaus) sekä sammutusjäteve- PÄÄSTÖARVOJEN VERTAILU taukset ilmasta kohteen (vapaan dimensiot palon ja sammutuk- (korkeus h, pituus l) vaikuttavat kriittiseen ribentseenit, kloorifenolit, etäisyyteen polyklooratut (etäisyys, bifenyylit (PCB), dioksiinit lämpösäteilyaltistuksessa). (PCDD) ja furaa- Palon eli säteilevän pinnan oletetaan rajoittuvan pintadestä. jota kauempana uhattuna olevan KIRJALLISUUTEEN kohteen syttyminen ei ole mahdollista alaltaan nit (PCDF). h × l suuruisen paalirivin sivuun. Esimerkissä oletetaan, Kartiokalorimetrikokeissa että palavan polttomateriaalin pinnan TULokSeT palaminen saatiin aikaan lämpösäteilyn avulla. Ulkoisesta kohteen säteilyaltistuksesta syttymisraja johtuen on pa- lämpösäteilyn voimakkuus on 60 kW/m 2 ja uhattuna olevan 12 TULokSeT kW/m 2 . Kuvassa 5b tarkastellaan Kuvassa 3 puolestaan esitetään keskeisimmät palon tulokset ajallisen lamismekanismissa kehittymisen korostuu vaikutusta voimakas pyrolyysikaasujen palaminen. kriittiseen etäisyyteen ensimmäisen niin sanottujen 30 minuutin kuution kokeiden ajalta. ja Laskuesimerkeissä kenttäkokeiden osalta. Palaminen oli täysin erilais- kokeissa palamisprosessi oli erilainen, kos- palava Suuren pinta-ala mittakaavan Kuvassa 2 esitetään kartiokalorimetrikokeiden tuloksia lineaarisesti palotehoista ja päästömittauksis- eri liekinleviämisarvojen ta, kun paperipaali ja energiajaepaali v fl mukaisesti. paloivat ka Tulokset ulkoista säteilylähdettä ovat esimerkkejä, ei ollut. Siinä pa- muuttuu mutta ta tutkituilla ne osoittavat näytteillä. Suurimmat samalla, palotehot, kuinka yksittäin nopeasti (kuvat 3a tilanne ja 3b). Kahden voi paperipaalirivin muuttua, lamisessa jos palamiselle oli mukana myös on suotuisten suotuisat molekyylien, kuten hapen diffuusio huokoisen olosuhteet noin 800 kW/m (esim. 2 ja 550 geometria, kW/m 2 , havaittiin palavan materiaalin tapauksessa havaittiin laatu). liekkirintaman muovipohjaisilla näytteillä (PET, SER) paperisilpun jäädessä noin 100 kW/m 2 tasolle. jopa noin 1–2 m/min. nen palomekanismi vaikuttaa osaltaan pienen etenevän paperipaalirivien välissä (kuva 3d) polttoaineen pintaan ja sisäpuolelle. Erilai- Tuloksista voitiin laskea myös a) päästökertoimet (kuva 2b) eli muodostuneiden päästö- saatiin näissä kokeissa suuntaa antavia arvo- erilaisuuteen, kuten siihen, miksi kartioka- Sammutusvaikutuksesta ja vesimääristä b) ja suuren (h = 6 mittakaavan m) kokeiden päästöjen 16 14 v_fl = 1.6 m/min v_fl = 0.8 m/min jen määrä suhteessa h=6m kuluneen polttoaineen ja, joiden yleistämiseksi tulisi tehdä v_fl huomattavasti suurempi joukko kokeita 12 lähtöarvoja v_fl = 0.2 m/min disteitä kierrätyspaperin eikä energiajakeen = 0.4 m/min lorimetrikokeissa ei havaittu PCDD/F-yh- määrään. 14 Tästä h=4m edelleen voitiin laskea keskimääräiset 12 haitallisten h=2m aineiden vapautumis- muunnellen. Näyttäisi kuitenkin siltä, että polttokokeissa. Kartiokalorimetrikokeiden, v fl = 0.1 m/min 10 nopeudet pinta-alayksikköä kohti palamisen näiden kokeiden perusteella sammutusvoimien resursoimisessa voisi 8soveltaa seuraavia kokeiden päästömittaustekniikat poikkesi- niin sanottujen kuution kokeiden ja kenttä- 10 aikana (kuvat 2c ja 2d). Ainoana dioksiinien ja furaanien 8 lähteenä toimi SER-murska, jolle ohjeellisia nyrkkisääntöjä: vat toisistaan, minkä vuoksi havaitut päästöarvotkin ovat erisuuruisia. -1 ja PCDF-yhdis- keskimääräinen vapautumisnopeus PCDDyhdisteille oli 0,1 ng·m -2·s 1. Sammuttaessa on käytettävä 6 6 paineilmalaitetta. Kaatopaikkapalon aikana ilman PAH-piteille 23 ng·m -2·s 4 4 -1 . 2. Yhdellä työjohdolla pystyy saamaan 20 toisuudeksi (14 PAH-yhdistettä) on aiemmin mitattu 0,81–1,67 µg/m 3 [6]. Tämän 2 paperipaalin palon hallintaan 2 viidessä minuutissa. tutkimuksen suuren mittakaavan kenttäko- 0 0 SUUREN 0 MITTAKAAVAN 10 20 KOKEET 30 40 3. Jätekeskusten 50 60 sammutuksessa tulee varautua koneelliseen sammutusraivaukseen. päästöt keissa energiajakeen ja kierrätyspaperin PAH- 0 5 10 15 20 25 30 Paalirivin pituus (m) Aika (16 (min) PAH-yhdistettä) olivat selvästi suuremmat, 22–95 µg/Nm 3 . Samassa [6] Suuren mittakaavan kokeet järjestettiin Pelastusopiston harjoitusalueen alkusammutusjon vettä. tutkimuksessa raportoitiin teollisuuskaato- 4. Jälkisammutukseen kuluu päiviä ja pal- Kuva kentällä. 5. Harjoitusalueella Kriittinen etäisyys tehtiin yhteensä palavan 5. Sammutusvettä ja uhattuna tulee olevan varata vähintään kohteen paikkapalon välillä tapauksissa, (sisältänyt siistausjätettä) kun aikana liekinleviämisnopeuksilla). PCB-yhdisteiden pitoisuudeksi 11–590 a) palava viisi koetta. pinta-ala Ensimmäiset on kolme vakio koetta ja, tehtiin niin sanottuina ”kuution kokeina”, joissa 6. Jäteauman pintapalon hallintaan riittää ng/m 3 . Tämä vastaa hyvin suuren mittakaa- kun sama b) palava määrä kuin pinta-ala on palavaa materiaalia. muuttuu (eri poltettiin yksittäisiä paperi- ja energiajaepaaleja. Lisäksi tehtiin kaksi suuremman mittamutusvesivirtaama, mutta syväpalon sam- (355–484 ng/Nm 3 ). Suuren mittakaavan 1 l/min/m 2 :n keskimääräinen jatkuva samvan kierrätyspaperin polttokokeen päästöjä 9 ko- Kriittinen etäisyys (m) 100 Palotutkimuksen Päivät 2009 Kriittinen etäisyys (m)
keissa PCB:n lähteeksi arvioitiin itsejäljentävää paperia, joka olisi joutunut kyseisen kierrätyspaperin joukkoon esimerkiksi vanhojen arkistopapereiden hävityksen yhteydessä. Sosiaali- ja terveysministeriö on määritellyt ohjearvot työntekijöiden hengitysilman epäpuhtauksille, jotka voivat aiheuttaa haittaa tai vaaraa työntekijöiden turvallisuudelle [7]. Näihin ohjearvoihin verrattuna pitoisuudet palopaikan läheisyydessä palokentällä tehdyssä polttokokeissa olivat pieniä. Euroopan parlamentti ja Euroopan unionin neuvosto ovat asettaneet kiinteää yhdyskuntajätettä polttaville laitoksille savukaasujen dioksiini- ja furaanipäästöille raja-arvon 0,1 ng TEQ/Nm 3 (2000/76/EY). Raja-arvoon nähden näissä kokeissa saadut päästöt ovat korkeat. SER-murskan polttokokeessa PCDD/F-päästö oli 3,4 ng TEQ/Nm 3 . Kuution polttokokeissa energiajakeen päästöt vaihtelivat 0,1–1,5 ng TEQ/Nm 3 välillä. Kierrätyspaperin PCDD/F-päästö oli vain noin 0,01 ng TEQ/Nm 3 . Suomessa lähellä kaatopaikkapaloa PCDD/ F-pitoisuudeksi on mitattu 51–427 pg TEQ/ Nm 3 [8]. Myös tämän tutkimuksen suuren mittakaavan energiajakeen polttokokeissa palokentällä muutaman metrin päästä itse tulipalosta kerättyjen savukaasunäytteiden pitoisuudet olivat samaa suuruusluokkaa (95– 103 pg TEQ/Nm 3 ). Hengitysilmasta saadun PCDD/F-yhdisteiden hyväksyttäväksi päiväsaannoksi (ADI) on ehdotettu arvoa 5 pg TEQ/kg [9]. Esimerkiksi 80 kg painavan ihmisen, joka hengittää 20 l/min ja työskentelee kahdeksan tuntia päivässä kentällä, jossa PCDD/F-pitoisuudet vaihtelisivat 10–100 pg TEQ/Nm 3 välillä, teoreettinen päivittäinen saanto hengitysteiden kautta olisi noin 1–12 pg TEQ/kg. Saanto voi olla huomattavasti suurempikin ottaen huomioon, että ihmisen ventilaatio vaihtelee noin 10–100 l/ min riippuen fyysisen rasituksen tasosta. SammUTUSjäTeVedeT Sammutusvoimien resursoimisessa voisi soveltaa seuraavia ohjeellisia nyrkkisääntöjä: 1. Sammuttaessa on käytettävä paineilmalaitetta. 2. Yhdellä työjohdolla pystyy saamaan 20 paperipaalin palon hallintaan viidessä minuutissa. 3. Jätekeskusten sammutuksessa tulee varautua koneelliseen sammutusraivaukseen. 4. Jälkisammutukseen kuluu päiviä ja paljon vettä. 5. Sammutusvettä tulee varata vähintään sama määrä kuin on palavaa materiaalia. 6. Jäteauman pintapalon hallintaan riittää 1 l/min/m 2 :n keskimääräinen jatkuva sammutusvesivirtaama, mutta syväpalon sammutus on vaikeaa. 7. Syväpalon sammuttaminen nopeutuu, jos veteen lisätään pintajännitystä pienentävää lisäainetta. Suuren mittakaavan kokeissa tutkittiin myös sammutuksen vaikutusta päästöihin. Palon sammutuksen aikana palo-olosuhteet muuttuvat epäsuotuisemmiksi, ja tällöin myös epätäydellisen palamisen päästöt voivat kasvaa. Sammutuksen aikana vesisuihku myös irrottaa palanutta jätemateriaalia, joka voi kulkeutua pieninä hiukkasina savukaasuvanan mukana ympäristöön. Kokeissa sammutuksen aikaiset päästöt olivat yleensä hieman (noin 1,5–5 kertaa) suuremmat kuin palon aikaiset. Sosiaali- ja terveysministeriön asetuksessa (STM 461/2000) sanotaan talousveden laatuvaatimuksista, ettei PAH-yhdisteiden (benzo[b]fluoranteeni, benzo[k]fluoranteeni, indeno[1,2,3-cd]pyreeni ja benzo[g,h,i] peryleeni) pitoisuus saisi ylittää arvoa 0,1 µg/L ja bentso(a)pyreenin 0,01 µg/L. Kokeiden sammutusjätevesinäytteissä ei havaittu kyseisiä STM:n määrittelemiä PAH-yhdisteitä. Havaittujen PAH-yhdisteiden (naftaleeni, asenaftyleeni, asenafteeni, fluoreeni, fenantreeni, antraseeni ja fluoranteeni) sammutusjätevesinäytteiden kokonaispitoisuudet (0,5–61 µg/L) olivat selvästi suurempia kuin STM:n raja-arvo 0,1 µg/L. Vertailussa täytyy ottaa huomioon se, että edellä mainittu kokonaispitoisuus koostuu eri yhdisteistä kuin mitä STM:n raja-arvossa mainitaan. Ruotsissa tehdyssä yhdyskuntajätteen polttokokeessa [10] mitattiin sammutusjätevedestä 31– 48 µg/L:n pitoisuuksia. PAH-yhdisteiden kokonaispitoisuus koostui lähinnä samoista yhdisteistä, joita havaittiin suuren mittakaavan sammutusjätevesistä. Suuren mittakaavan kuution kokeissa tutkittiin, miten sammutusveteen lisätty lisäaine (A-vaahto) vaikutti energiajakeen polttokokeen sammutusjätevesipäästöihin. Kokeessa havaittiin A-vaahdon lisäävän sammutusjäteveden PAH-pitoisuuden noin kymmenkertaiseksi tavalliseen sammutusveteen verrattuna (tavallinen sammutusvesi: 0,5–5,9 µg/L:sta ja A-vaahto: 61 µg/L). Yleensä PAHyhdisteet ovat heikosti vesiliukoisia ja pyrkivät vedessä kiinnittymään johonkin orgaaniseen ainekseen. Sammutusveteen lisätty lisäaine on voinut estää PAH-yhdisteen sitoutumista orgaaniseen ainekseen tai lisätä suoraan sen liukenevuutta sammutusjäteveteen sammutetusta jätemateriaalista. Tämä voi osaltaan selittää sammutusjätevesinäytteissä havaitun eron tavallisen järviveden ja lisätyn lisäaineen välillä. Kloorifenolien kokonaispitoisuudelle talousvedessä on annettu raja-arvo 10 µg/L (STM 461/2000). Sammutusjätevesinäytteissä kloorifenolien kokonaispitoisuudet olivat pieniä (välillä 2,0–6,4 µg/L) eivätkä ylittäneet STM:n raja-arvoa. PÄÄSTÖJEN JA PALON LEVIÄMISEN LASKENNALLISET TARKASTELUT PääSTöjen kULkeUTUminen Päästöjen kulkeutumista ilmassa on tarkasteltu yhdysvaltalaisen NISTin (National Institute of Standards and Technology) kehittämällä ALOFT-ohjelmalla [11,12] (A Large Outdoor Fire plume Trajectory model). Malli laskee lähtötietojen ja virtausyhtälöiden avulla tulipalosta syntyvän savupilven etenemistä pysty- ja poikkisuuntaisesti tuulen suunnassa. Laskennan lähtötiedoissa annetaan määrittelyt muun muassa palolle (koko ja paloteho), vapautuvien yhdisteiden päästökertoimille, tuulen nopeudelle ja niin edelleen. Lisäksi ohjelma tarvitsee syötetietoina meteorologisia parametreja, kuten tuulen nopeus ja lämpötilan muuttuminen korkeussuunnassa (lapse rate). Laskenta-alueen yhden hilakopin dimensiot pituus ja poikkisuuntaan ovat karkeasti arvioiden noin 50 metriä ja pystysuunnassa noin 20–50 metriä. Kuvassa 4 esitetään, kuinka suuri vaikutus tuulella on maanpinnan lähellä muodostu- Palotutkimuksen Päivät 2009 101
Page 1 and 2:
PALOTUTKIMUKSEN PÄIVÄT 2009 Palok
Page 3 and 4:
SISÄLTÖ Palotutkimuksen päivät
Page 5 and 6:
oontumisrakennusten syttymistaajuus
Page 7 and 8:
Vahinkosumma Rakennuspalojen lukum
Page 9 and 10:
akennuspaloihin 3998 kertaa, vuonna
Page 11 and 12:
yliedustettuna ja joihin on pikaise
Page 13 and 14:
palokuolemissa. Perjantai oli ainoa
Page 15 and 16:
Taulukko 2. Keskimääräiset ajat
Page 17 and 18:
Hanna Hykkyrä, Kati Tillander ja T
Page 19 and 20:
esitetty taulukossa 1. Taulukko 1.
Page 21 and 22:
Brita Somerkoski sen työskentelyma
Page 23 and 24:
Taulukko 2. Pelastuslaitoksen väli
Page 25 and 26:
mistä ja turvallisuuskulttuurin pa
Page 27 and 28:
TOIMINNALLISEN PALOMITOITUKSEN OHJE
Page 29 and 30:
den syntymisen riskejä erityisesti
Page 31 and 32:
tyyppikohteiden mitoituspaloista ja
Page 33 and 34:
Markku Karjalainen, Oulun yliopisto
Page 35 and 36:
NBS Fire resistance PUR Foam, ja se
Page 37 and 38:
osittain sulanut ja sintraantunut.
Page 39 and 40:
asennettuihin välipalkkeihin. Akus
Page 41 and 42:
Lasivillaeristeisen akustiikkalevyt
Page 43 and 44:
van polttokokeiden perusteella void
Page 45 and 46:
ominaisuudet on esitetty Taulukossa
Page 47 and 48:
Kuva 2. Estimointitulokset mustalle
Page 49 and 50: näytteiden Laitteen palotehon näy
Page 51 and 52: Kuva 6. Pystysuoran termoparirivin
Page 53 and 54: Taulukko 1. Pelastustoimen palvelut
Page 55 and 56: - Otosalueiden kuntien nettokäytt
Page 57 and 58: keskiarvon ollessa 2,66 [2, 27]. Ku
Page 59 and 60: miset aiheuttivat merkittävän osa
Page 61 and 62: ma. Rakennusten paloturvallisuus. M
Page 63 and 64: prosenttiin edellisestä neljännek
Page 65 and 66: Työttömänä oleva VPK:n henkilö
Page 67 and 68: tai toiminnalliseen paloturvallisuu
Page 69 and 70: tällaista sääntöä, vaan kaikki
Page 71 and 72: ja kestävän kehityksen mukaista.
Page 73 and 74: 7.3 LaPSeT ja nUoreT oSaLLiSTUjaT A
Page 75 and 76: Tuomas Paloposki, Tuomo Rinne, Kati
Page 77 and 78: lessa havaitaan, että vapaapalokok
Page 79 and 80: haittaa jo merkittävästi ihmisten
Page 81 and 82: tyypillinen kipinäilmaisu- ja samm
Page 83 and 84: vän etäälle kipinäilmaisimista,
Page 85 and 86: onnettomuuksien esiintymistaajuuden
Page 87 and 88: PorTaikkojen määriTTeLy heLPoTTUi
Page 89 and 90: alla, joiden nauhoilta käsiajanoto
Page 91 and 92: etäisyydeltä huoneiston ovesta su
Page 93 and 94: Kati Tillander, Helena Järnström,
Page 95 and 96: a) PISTE B (keskellä keittiötä)
Page 97 and 98: Tuomo Rinne, Hanna Hykkyrä, Kati T
Page 99: a) b) Paloteho (kW) 80 70 60 50 40
Page 103 and 104: Topi Sikanen, VTT, PL 1000, 02044 V
Page 105 and 106: Kipinöiden rakennuksille aiheuttam
Page 107 and 108: (a) (b) (c) lintaminen palon simulo
Page 109 and 110: ka on maaliskuun lopussa 2011. Ohje
Page 111 and 112: Taulukko 2. Palokuormien tiheyden j
Page 113 and 114: Rakennus Jos rakennus on suuri, Jos
Page 115 and 116: Pelastusopisto on... sisäasiainmin
show all

Palotutkimuksen pÃ¤ivÃ¤t 2009 - Pelastustieto

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?